Nanoconfinement steers nonradical pathway transition in single atom fenton-like catalysis for improving oxidant utilization

电子转移 催化作用 反应性(心理学) 化学 污染物 单线态氧 降级(电信) 人体净化 化学工程 纳米技术 光化学 氧气 计算机科学 材料科学 有机化学 医学 电信 物理 替代医学 病理 核物理学 工程类
作者
Meng Yan,Yu-Qin Liu,Chao Wang,Yang Si,Yunjie Wang,Wen-Qi Xia,Tian Liu,Xu Cao,Zhiyan Guo,Jie‐Jie Chen,Wen‐Wei Li
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1) 被引量:5
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49605-2
摘要

Abstract The introduction of single-atom catalysts (SACs) into Fenton-like oxidation promises ultrafast water pollutant elimination, but the limited access to pollutants and oxidant by surface catalytic sites and the intensive oxidant consumption still severely restrict the decontamination performance. While nanoconfinement of SACs allows drastically enhanced decontamination reaction kinetics, the detailed regulatory mechanisms remain elusive. Here, we unveil that, apart from local enrichment of reactants, the catalytic pathway shift is also an important cause for the reactivity enhancement of nanoconfined SACs. The surface electronic structure of cobalt site is altered by confining it within the nanopores of mesostructured silica particles, which triggers a fundamental transition from singlet oxygen to electron transfer pathway for 4-chlorophenol oxidation. The changed pathway and accelerated interfacial mass transfer render the nanoconfined system up to 34.7-fold higher pollutant degradation rate and drastically raised peroxymonosulfate utilization efficiency (from 61.8% to 96.6%) relative to the unconfined control. It also demonstrates superior reactivity for the degradation of other electron-rich phenolic compounds, good environment robustness, and high stability for treating real lake water. Our findings deepen the knowledge of nanoconfined catalysis and may inspire innovations in low-carbon water purification technologies and other heterogeneous catalytic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
大岩石完成签到,获得积分10
3秒前
白衣胜雪完成签到 ,获得积分10
5秒前
丽莉发布了新的文献求助10
6秒前
医皛生完成签到 ,获得积分10
7秒前
Xiao完成签到,获得积分10
8秒前
shimenwanzhao完成签到 ,获得积分0
8秒前
Minjalee完成签到,获得积分0
10秒前
CipherSage应助木光采纳,获得10
12秒前
一个没自信的boy完成签到 ,获得积分10
12秒前
我是老大应助丽莉采纳,获得10
13秒前
搬砖人完成签到,获得积分10
13秒前
Zz完成签到 ,获得积分10
17秒前
皮卡丘完成签到 ,获得积分10
20秒前
乒坛巨人完成签到 ,获得积分10
21秒前
。。完成签到 ,获得积分10
23秒前
万能图书馆应助snow采纳,获得10
26秒前
swall5w完成签到,获得积分10
26秒前
腾腾完成签到 ,获得积分10
26秒前
28秒前
Orochimaru完成签到,获得积分10
31秒前
马大翔应助研友采纳,获得10
31秒前
落后妖妖完成签到 ,获得积分10
33秒前
reset完成签到 ,获得积分10
33秒前
yyhh发布了新的文献求助10
35秒前
yunxiao完成签到 ,获得积分10
38秒前
39秒前
1234完成签到 ,获得积分10
41秒前
43秒前
东皇太憨完成签到,获得积分10
44秒前
张琦完成签到 ,获得积分10
44秒前
45秒前
你博哥完成签到 ,获得积分10
45秒前
多多发SCI完成签到,获得积分10
46秒前
铜豌豆完成签到 ,获得积分10
48秒前
丽莉发布了新的文献求助10
48秒前
wintel完成签到,获得积分10
50秒前
哦哦哦哦哦完成签到,获得积分20
54秒前
科目三三次郎完成签到 ,获得积分10
59秒前
gnr2000完成签到,获得积分0
1分钟前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2784845
关于积分的说明 7768930
捐赠科研通 2440286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297361
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 624945
版权声明 600792